Исследование и разработка технологии ультразвукового контроля сварных соединений с применением дефектоскопов, работающих с антенными решетками : на примере контроля сварных соединений грузоподъемных машин

• Автор: Мелешко, Наталия Владимировна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Г лава 1. Анализ металлических конструкций грузоподъемных машин и методов их контроля

1.1. Конструктивное исполнение и технологические особенности

типовых металлических конструкций грузоподъемных машин

1.2. Выбор объекта исследования

1.3. Исследование сварных соединений и типов дефектов,

характерных для сварных соединений грузоподъемных машин

1.4. Выбор оптимального метода и схем контроля для

грузоподъемных машин

1.5. Исследование и классификация волн дифракции
1.6. Выводы к главе
Глава 2. Разработка методологии ультразвукового контроля
дефектоскопами с антенными решетками стыковых сварных соединений
2.1. Исследование существующих технологий определения
размеров дефектов с применением явлений дифракции
2.2. Разработка метода определения размеров дефектов с
применением явлений дифракции для антенной решетки
2.3. Достоинства и недостатки утвержденных методических
документов по контролю с помощью антенной решетки
2.4. Выводы к главе
Глава 3. Разработка контрольных образцов и оценка возможностей дефектоскопов с антенными решетками
3.1. Достоинства и недостатки различных типов ультразвуковых
дефектоскопов с антенными решетками
3.2. Конструкция и принцип действия антенных решеток

3.3. Исследование разрешающей способности дефектоскопов с
антенными решетками
3.4. Визуализация отражателей типа «пропил»
3.5. Визуализация типовых дефектов сварных соединений
3.6. Выводы к главе
Глава 4. Разработка технологии ультразвукового контроля антенными решетками односторонних стыковых сварных соединений со скосом одной кромки
4.1. Описание эксперимента
4.2. Разработка образцов для настройки чувствительности.
Погрешность измерения
4.3. Разработка схемы контроля для выявления и оценки
фактической высоты непровара
4.4. Оценка применимости амплитудного критерия
4.5. Разработка методических рекомендаций по проведению
контроля ультразвуковыми дефектоскопами с антенными решетками
4.6. Атлас дефектов
4.7. Выводы к главе
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Надежность в производстве и эксплуатации оборудования, применяемого на опасных производственных объектах, подконтрольных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзору), определяется отсутствием ошибок в проектировании и расчетах конструкций, качеством применяемых материалов при изготовлении или строительстве, качеством монтажносварочных работ, условиями эксплуатации.
В условиях износа оборудования, в частности, грузоподъемных машин, и отсутствию средств на его замену возрастает роль неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики (ТД). Однако места исправления дефектов могут служить потенциальными очагами разрушения металлоконструкций в процессе эксплуатации [60, 61]. Причиной этого являются отрицательные последствия повторной сварки: остаточные
напряжения растяжения, появление малопластичных структур, появление микротрещин с их склонностью к дальнейшему развитию и т.п. Высказано мнение, что «необоснованная ремонтная сварка» может причинить больший вред, чем неустраненный дефект [62]. Таким образом, исправление малозначительных дефектов (отдельных пор и включений, неглубоких подрезов и непроваров, небольших раковин и т.п.) желательно исключить в целях сохранения работоспособности сварных конструкций.
Особо следует отметить, что нормы допустимости дефектов обычно являются не расчетными, а назначаются волевым решением и поэтому в различных странах, отраслях [44, 45, 46, 49, 50, 87-92] и фирмах нормы по одним и тем же соединениям различаются до десяти раз и более.
Значительная часть исправлений не обоснована и перерасход материальных средств на устранение «допустимых дефектов» можно исключить.
Такое положение приводит и к другим серьезным последствиям -затрудняется внедрение высокоэффективных методов неразрушающего

Рисунок 2.7 - Линейное сканирование с двумя углами ввода
Разрабатываемый за границей документ по контролю фазированными антенными решетками [47] требует осуществление динамической фокусировки (DDF - Dynamic Depth Focusing), т.е. должна быть фокусировка в каждую точку объекта контроля, что для ручных переносных приборов трудноосуществимо. Также должна быть выполнена корректировка по углу (ACG) и по времени (TCG). Для контроля толщин от 6 до 25 мм в качества калибровочных образцов предлагаются использовать минимум три цилиндрических отверстия диаметром (1±0,2) мм (рис. 2.8).
Рисунок 2.8 - Калибровочный образец по ISO/DIS 13588:2010
Использование для настройки и калибровки дефектоскопов с решетками цилиндрических отверстий разумно, т.к. они являются ненаправленными отражателями. Однако в нашей стране, как уже упоминалось ранее, широко распространены контрольные отражатели типа «зарубок», хорошо имитирующие плоскостные дефекты. К сожалению, для выбора